Question

[物理--選修3-5]
（1）下列說法正確的是
A．盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B．核反應(yīng)方程₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+₂⁴He屬于裂變
C．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
D．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過程中能釋放能量
E．升高放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期
（2）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的小平板車靜止在光滑水平面上，車的一端靜止著質(zhì)量為M_A=2kg的物體A（可視為質(zhì)點(diǎn)）．一個(gè)質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A靜止在車上．若物體A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．（g取10m/s²）
①平板車最后的速度是多大？
②A相對(duì)于平板車滑行的距離為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的結(jié)構(gòu)．核反應(yīng)方程₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+₂⁴He屬于衰變．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子核中的中子轉(zhuǎn)化而來的．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過程中能釋放能量．升高放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期．
（2）子彈射穿物體A的過程，動(dòng)量守恒．物體A在平板車上滑行的過程，動(dòng)量也守恒．根據(jù)動(dòng)量守恒定律分別對(duì)這兩個(gè)過程進(jìn)行研究，求出平板車最后的速度．以物體A和平板車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律求出A相對(duì)于平板車滑行的距離．
解答：解：（1）A、盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)不能揭示原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而是揭示了原子的結(jié)構(gòu)．故A錯(cuò)誤．
B、核反應(yīng)方程₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+₂⁴He屬于α衰變，不屬于裂變．故B錯(cuò)誤．
C、β衰變中產(chǎn)生的β射線不是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成，實(shí)際上是原子核中的中子轉(zhuǎn)化而來的．故C錯(cuò)誤．
D、中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過程中出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知能釋放能量．故D正確．
E、半衰期由原子核自身內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定的，升高放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期．故E正確．
故選DE
（2）：①研究子彈打擊物體A的過程，由動(dòng)量守恒有：
    mv=mv′+M_A v
代入數(shù)據(jù)得=4m/s                    
平板車M和M_A系統(tǒng)自子彈穿出后直至相對(duì)靜止有：
M_A v=（M+M_A）v_車
代入數(shù)據(jù)得平板車最后速度為：=2m/s
②根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒得：系統(tǒng)損失的動(dòng)能即為全程損失的機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，設(shè)A在平板車上滑行相對(duì)距離為s，則有：
Q=μM_A gs=     
代入數(shù)據(jù)得 s=0.8m                                  
故答案為：
答：①平板車最后的速度是2m/s；
    ②A相對(duì)于平板車滑行的距離為0.8m．
點(diǎn)評(píng)：子彈打擊木塊的基本規(guī)律是動(dòng)量守恒．木塊在小車上滑動(dòng)類型，往往根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能定理結(jié)合研究相對(duì)位移．第（2）題的第①問，也可以全過程研究三者組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)量守恒求平板車最后的速度．